TORCH 飞行时间探测器原型性能
仪器与探测器
2023-04-05 v2 高能物理 - 实验
摘要
TORCH 是一种新型飞行时间探测器，旨在对动量范围 2–20 GeV/c、飞行路径 9.5 m 内的π介子、K 介子和质子提供带电粒子鉴别。探测器模块由 10 mm 厚石英板构成，提供切伦科夫光子源，光子经全内反射传播至板的一端。在此处，光子被聚焦到定制的微通道板光电倍增管（MCP-PMT）阵列上，测量其位置与到达时间。每光子的目标时间分辨为 70 ps，对于每带电粒子 30 个探测光子，可得到 10–15 ps 的飞行时间分辨。我们研制了采用两只 MCP-PMT 的 1.25 m 长 TORCH 原型模块，并在 CERN PS 上使用 8 GeV/c 动量带电强子束进行了测试。本文描述了模块的构造、MCP-PMT 的特性与读出电子学。作为粒子在板上入射点的函数，测量了收集的光子产额与单光子时间分辨，并与预期比较。这些研究表明，TORCH 原型的性能接近全尺寸探测器的设计目标。
引用
@article{arxiv.2209.13379,
title = {Performance of a prototype TORCH time-of-flight detector},
author = {Srishti Bhasin and Thomas Blake and Nicholas Brook and Maria Flavia Cicala and Thomas Conneely and David Cussans and Maarten van Dijk and Roger Forty and Christoph Frei and Emmy Gabriel and Rui Gao and Timothy Gershon and Thierry Gys and Tom Hadavizadeh and Thomas Hancock and Thomas Jones and Neville Harnew and Michal Kreps and James Milnes and Didier Piedigrossi and Jonas Rademacker and Jennifer Clare Smallwood},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13379},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 16 figures, to be published in Nucl. Instrum. Methods A. During review, clarity added to description throughout; updated figures 15 and 16; revised argument in section 6.3